專利名稱：用于蒸發(fā)冷卻器的水分配系統(tǒng)的制作方法
對(duì)相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用本申請(qǐng)包括申請(qǐng)?zhí)枮?0/862040、申請(qǐng)日為2004年6月4日、名稱為“用于蒸發(fā)冷卻器的水分配系統(tǒng)”的實(shí)用新型申請(qǐng)中公開(kāi)的主題，并要求其優(yōu)先權(quán)，該申請(qǐng)10/862040要求了申請(qǐng)?zhí)枮?0/476095、申請(qǐng)日為2003年6月5日、名稱為“蒸發(fā)冷卻器控制裝置和方法”的臨時(shí)申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)，描述了一項(xiàng)由本發(fā)明人作出的發(fā)明。該申請(qǐng)還涉及申請(qǐng)?zhí)枮?0/509001、申請(qǐng)日為2003年10月6日、名稱為“用于蒸發(fā)冷卻器的水分配系統(tǒng)”的臨時(shí)申請(qǐng)中公開(kāi)的主題，并要求其優(yōu)先權(quán)，該申請(qǐng)描述了一項(xiàng)由本發(fā)明人作出的發(fā)明。
背景技術(shù)：
1.發(fā)明領(lǐng)域本發(fā)明涉及用于蒸發(fā)冷卻器的水分配系統(tǒng)，更特別地，涉及用于控制水沿介質(zhì)均勻分配的水分配系統(tǒng)，用以避免干點(diǎn)、結(jié)垢、斑紋和過(guò)量的水分配。
2.背景技術(shù)蒸發(fā)冷卻是一種使熱干燥空氣通過(guò)濕墊或介質(zhì)以用空氣的潛熱將水蒸發(fā)并使空氣本質(zhì)上變得更加冷卻和更加濕潤(rùn)的簡(jiǎn)單方法。事實(shí)上，在蒸發(fā)冷卻器中發(fā)生三種復(fù)雜的機(jī)械和化學(xué)過(guò)程。第一種過(guò)程是由濕度計(jì)算圖和介質(zhì)效率控制的空氣系統(tǒng)。第二種過(guò)程是必須保證介質(zhì)含有足夠蒸發(fā)的水和使介質(zhì)均勻潤(rùn)濕的水輸送系統(tǒng)。第三種過(guò)程是其中控制用于蒸發(fā)的水使得在水中自然溶解的固體仍然保留在溶液中并在沉積到介質(zhì)上之前就被除去的水化學(xué)系統(tǒng)。到目前為止幾乎所有的蒸發(fā)冷卻器都僅僅對(duì)一個(gè)或多個(gè)過(guò)程進(jìn)行了第一階近似，但忽略或沒(méi)有意識(shí)到其它的。
我們周圍的空氣本質(zhì)上是氣體(氮?dú)?、氧氣、二氧化碳及其?和不同量的水蒸汽構(gòu)成的常量組合物。其還包含固體雜質(zhì)，例如灰塵和有機(jī)物，這些在下面的討論將被忽略掉?？諝庵械臍怏w組分的行為符合Boyle定律和Charles定律，即氣體的體積變化分別與絕對(duì)壓力成反比，與絕對(duì)溫度成正比?？諝庵械乃魵獠糠植⒉槐憩F(xiàn)為理想氣體?？諝庵械臐穸热Q于可用的水分量，并局限于基于空氣溫度和壓力的最大飽和值。當(dāng)在空氣中增加水分或去除水分時(shí)，水被蒸發(fā)或冷凝。這種相變吸收熱量或釋放熱量。在蒸發(fā)冷卻應(yīng)用中，水的蒸發(fā)吸收熱量。發(fā)生熱從空氣到水蒸汽中的運(yùn)動(dòng)時(shí)空氣的體積或壓力不變，這造成了空氣溫度的降低。壓力、溫度、濕度、密度和熱含量之間的關(guān)系通常用濕度計(jì)算圖表示。這些關(guān)系已經(jīng)被非常好的定義，并成為深入研究的主題。對(duì)于任何一組特定的操作條件，都能夠容易地將該濕度計(jì)算圖應(yīng)用到蒸發(fā)冷卻過(guò)程中。如果已知入口空氣溫度(入口干球溫度計(jì))、入口空氣的相對(duì)濕度、被冷卻空氣的大氣壓力和體積，就可以計(jì)算出可蒸發(fā)進(jìn)入到氣流中的水分的理論值以及最終的溫度降低。
實(shí)際操作條件不斷發(fā)生變化。入口空氣溫度、相對(duì)濕度和大氣壓力是通常被稱為“氣候”的具體的測(cè)量值。大多數(shù)蒸發(fā)冷卻器制造商設(shè)計(jì)它們的裝置以在標(biāo)準(zhǔn)條件下處理特定的空氣流速，并且以該流速確定蒸發(fā)介質(zhì)的尺寸。蒸發(fā)冷卻器的效率取決于通過(guò)選定的介質(zhì)的空氣流速。每種類型的介質(zhì)都具有決定水多么快速而徹底地蒸發(fā)到氣流中的物理性質(zhì)。目前最普遍采用的蒸發(fā)冷卻介質(zhì)是波紋牛皮紙。這種介質(zhì)的市場(chǎng)領(lǐng)導(dǎo)者是Munters Corp.，其介質(zhì)的商標(biāo)為CelDek和Glacier-Cor。取決于所用的介質(zhì)的厚度和流過(guò)該介質(zhì)的空氣流速，飽和有效性(效率)的變化范圍可以為少于60％～約98或99％。
大部分現(xiàn)有的蒸發(fā)冷卻器都是由下游的恒溫器進(jìn)行控制的，蒸發(fā)冷卻器要么關(guān)閉要么開(kāi)啟。蒸發(fā)冷卻器的效率隨著氣候和水系統(tǒng)壓力而變化。傳統(tǒng)的蒸發(fā)冷卻器并沒(méi)有試圖對(duì)任何這些過(guò)程變量進(jìn)行控制以實(shí)現(xiàn)效率最優(yōu)化。
為獲得最大蒸發(fā)，介質(zhì)必須足夠潤(rùn)濕。大多數(shù)傳統(tǒng)蒸發(fā)冷卻器都包括一個(gè)充滿水的大水池或集水池，其中的水被泵送到介質(zhì)頂部的帶孔總管。水從總管向上噴到遮擋保護(hù)板上并向下流到介質(zhì)頂端。使用過(guò)量的水以保證介質(zhì)飽和。未蒸發(fā)的水排出進(jìn)入集水池中用于重復(fù)使用。所有再循環(huán)的蒸發(fā)冷卻器制造商都推薦將一部分再循環(huán)水排出并用添加到集水池中的新鮮水代替，以保持水的質(zhì)量在最小化的質(zhì)量水平。
在空氣通過(guò)介質(zhì)時(shí)，介質(zhì)將大量的空氣中攜帶的污染物從空氣中去除，返回水將一部分污染物從介質(zhì)上沖洗掉并將其帶到集水池中。此外，在供水系統(tǒng)中自然存在的鹽逐漸集中到介質(zhì)的表面，也被部分沖洗進(jìn)入集水池中。雖然這些污染物和沉積鹽中的一些下沉到集水池的底部，但在泵的入口會(huì)吸入很多，并重新循環(huán)回到介質(zhì)中。
在多數(shù)再循環(huán)式蒸發(fā)冷卻器中所用的泵都是潛水離心泵。這些價(jià)格低廉的泵在新的時(shí)候并不是裝置的精密部件，而且在殘?jiān)h(huán)時(shí)磨損很大。泵的這種損耗會(huì)導(dǎo)致泵的輸送壓頭發(fā)生相當(dāng)快速的變化。泵輸出的這種變化使得通過(guò)介質(zhì)的水流的調(diào)節(jié)變得非常困難。分配總管使用大的開(kāi)孔，開(kāi)孔間隔相對(duì)較大，以使碎片結(jié)垢和堵塞最小化。最終結(jié)果是水分配不均勻，介質(zhì)上偶爾會(huì)出現(xiàn)干燥剝落。需要經(jīng)常性地進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，以調(diào)整和保持介質(zhì)中有足夠輸入量的水。通常，這些系統(tǒng)試圖通過(guò)將過(guò)量的水泵送到介質(zhì)中來(lái)消除不均勻的水流。這種過(guò)量的水會(huì)造成纖維素介質(zhì)過(guò)早惡化，以及具有較差的性能和昂貴的早期介質(zhì)更換。
蒸發(fā)冷卻的最被忽略的方面是對(duì)正在介質(zhì)上蒸發(fā)的水中溶解的固體濃度的控制。蒸發(fā)冷卻器的供水系統(tǒng)通常是包含多種化合物作為溶解固體的生活用水。通過(guò)熱空氣使水蒸發(fā)掉，將所有溶解固體都留在介質(zhì)上的較少體積的水中。每種溶解固體都有溶解度的限制。也就是說(shuō)，當(dāng)某種化合物的濃度達(dá)到一定濃度時(shí)，化合物就會(huì)沉淀析出。在蒸發(fā)冷卻器中，最普遍的沉淀形式是碳酸鈣在介質(zhì)上結(jié)垢。這種硬水水垢在再次潤(rùn)濕時(shí)不會(huì)再次溶解。一旦在介質(zhì)上形成，其就會(huì)降低飽和效率并阻塞水分配通道。
再循環(huán)蒸發(fā)冷卻器將集水池中的水重復(fù)施加到介質(zhì)上。每次施加水時(shí)，其一部分被蒸發(fā)掉，溶解的固體累積在水中。所有蒸發(fā)冷卻器制造商或者排放一些再循環(huán)的水以試圖降低溶解固體的濃度(在工業(yè)中被稱為濃度循環(huán))，或者不時(shí)地排出集水池中的水以盡可能多地除去溶解固體。大多數(shù)集水池都有浮子致動(dòng)補(bǔ)給閥來(lái)向集水池中添加水。這樣使新鮮水和含濃縮的溶解固體的水相混合以降低濃度。然而在實(shí)踐中，分配到介質(zhì)上的混合水與注入水相比，總會(huì)具有較高濃度的溶解固體。
如果水分配系統(tǒng)使得某些區(qū)域內(nèi)的水在離開(kāi)介質(zhì)之前，溶解固體的濃度過(guò)高，則介質(zhì)將開(kāi)始結(jié)垢。一旦開(kāi)始結(jié)垢后，用于進(jìn)一步結(jié)垢的過(guò)程起點(diǎn)就會(huì)降低，使得每當(dāng)周圍的水剛剛接近沉淀點(diǎn)時(shí)，鹽晶體就會(huì)生長(zhǎng)。
通過(guò)調(diào)配進(jìn)料和溢流過(guò)程對(duì)結(jié)垢累積的有效控制需要更多的控制裝置，并且通常具有這種系統(tǒng)。到目前為止，清溶液是排除再循環(huán)系統(tǒng)而利用單次水通過(guò)系統(tǒng)的結(jié)果。單次通過(guò)系統(tǒng)將水提供到介質(zhì)頂部，使其流過(guò)介質(zhì)并將通過(guò)的流體排出。為了實(shí)現(xiàn)這一系統(tǒng)必須克服一些挑戰(zhàn)性的問(wèn)題。首先，必加入開(kāi)關(guān)控制以調(diào)節(jié)引入到介質(zhì)中的水。第二，水的流量必須足夠完全潤(rùn)濕介質(zhì)，然而流量必須周期切斷以避免浪費(fèi)大量的水。一些現(xiàn)有的系統(tǒng)使用以計(jì)時(shí)器為基礎(chǔ)的控制器來(lái)調(diào)節(jié)水流。另一種類型的系統(tǒng)在介質(zhì)中使用單一溫度傳感器結(jié)合計(jì)時(shí)器來(lái)控制水流。這些系統(tǒng)通常都會(huì)過(guò)早失效，要么由于使用過(guò)多量的水，或者由于使用不足量的水導(dǎo)致介質(zhì)的變干和結(jié)垢。這兩種類型的系統(tǒng)在商業(yè)上都是不能被廣泛接受的。
通常，蒸發(fā)冷卻器市場(chǎng)變成了日用品市場(chǎng)，市場(chǎng)條件促使制造商生產(chǎn)出較為低廉的冷卻器。由于沒(méi)有明確的如何對(duì)單元分級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)，在蒸發(fā)冷卻領(lǐng)域未經(jīng)過(guò)培訓(xùn)的用戶基礎(chǔ)將不能辨別目前工業(yè)實(shí)踐的結(jié)果，目前的工業(yè)實(shí)踐即在對(duì)額定氣流速率的蒸發(fā)冷卻器進(jìn)行分級(jí)時(shí)不參考單元效率。因此，用戶的決定主要取決于價(jià)格而非性能或投資收益率。
下面列出了專利中所描述的各種現(xiàn)有技術(shù)的蒸發(fā)冷卻器系統(tǒng)。
美國(guó)專利No.4968457描述了一種蒸發(fā)冷卻器的非循環(huán)控制。用簡(jiǎn)單的電磁閥對(duì)水的流量進(jìn)行計(jì)量，其沒(méi)有考慮將流速變化作為入口管道壓力的函數(shù)。因此，在每天不同時(shí)間內(nèi)釋放的水量將根據(jù)生活用水管道壓力的變化而改變。此外，沒(méi)有了解到需要根據(jù)引入水硬度的變化而改變水流速率，也沒(méi)有討論提供比蒸發(fā)的水更多的水以保持介質(zhì)不會(huì)結(jié)垢。用于控制電磁閥操作的傳感器設(shè)置在將水噴射到介質(zhì)中的噴嘴的下游，用于感應(yīng)溫度或濕度。其中沒(méi)有了解到冷卻過(guò)程主要取決于進(jìn)口空氣條件。
美國(guó)專利No.5775580涉及一種非循環(huán)蒸發(fā)冷卻器，主要用于消除水從介質(zhì)中滴落。除非使用純水，這將導(dǎo)致至少部分介質(zhì)會(huì)變干，產(chǎn)生鹽的沉積，危害到整個(gè)介質(zhì)及其效率。
美國(guó)專利No.6367277公開(kāi)了在再循環(huán)蒸發(fā)冷卻器系統(tǒng)中使用新鮮水作為補(bǔ)充使結(jié)垢最小化。其中并未公開(kāi)有關(guān)在介質(zhì)的蒸發(fā)點(diǎn)對(duì)水的硬度的控制，該系統(tǒng)也沒(méi)有使所用的水量最小化。還需要溢流相當(dāng)量的再循環(huán)水以保持礦物質(zhì)不被沉淀析出。文獻(xiàn)中沒(méi)有提出對(duì)不同位置的條件變化及其對(duì)蒸發(fā)冷卻器效率的影響的了解。
與在蒸發(fā)冷卻器中發(fā)生蒸發(fā)冷卻的介質(zhì)上形成的厚水垢有關(guān)的問(wèn)題有幾種。首先，由于其中的空氣通道或多或少被堵塞，會(huì)降低通過(guò)介質(zhì)的空氣流。為了保持足夠的空氣體積，必須增大通過(guò)介質(zhì)的空氣的流速。在超過(guò)650英尺/分鐘的速度時(shí)，會(huì)有小水滴被吸入到氣流中的趨勢(shì)，除非采取其它的步驟。這些水滴可以使氣流超飽和，使得其中水分可能會(huì)在介質(zhì)下游凝結(jié)，給用戶帶來(lái)其它不能接受的問(wèn)題。第二，在鹽發(fā)生局部濃縮處，這些區(qū)域內(nèi)的pH值會(huì)顯著增加。高pH值會(huì)使水浸出樹(shù)脂并脫除介質(zhì)中的纖維素，造成介質(zhì)過(guò)早的結(jié)構(gòu)失效。
由于現(xiàn)代辦公室和工業(yè)建筑變得更加能量有效和更好地絕熱，所以室內(nèi)空氣質(zhì)量越來(lái)越受到關(guān)注。各種規(guī)章就包括需要將多少新鮮的外界空氣引入到建筑物內(nèi)部的HVAC系統(tǒng)中。外界空氣很少有所需的溫度和相對(duì)濕度。在美國(guó)西南部，空氣通常比所需要的更加干燥和炎熱。這意味著在可以被引入到建筑物中之前，補(bǔ)充空氣需要冷卻和增濕。在大型商業(yè)建筑物中，傳統(tǒng)的冷水系統(tǒng)使用冷卻塔和機(jī)械冷卻器相結(jié)合來(lái)為建筑物提供冷卻。這些系統(tǒng)的運(yùn)行需要使用相當(dāng)多的電量。通過(guò)在將補(bǔ)充空氣引入到建筑物中的過(guò)程中使其冷卻，從而采用直接蒸發(fā)冷卻來(lái)降低這一電量需求。這些應(yīng)用都被上述的結(jié)垢和缺乏控制的問(wèn)題所困擾。
蒸發(fā)冷卻通常用于粉塵工業(yè)環(huán)境中。在歷史上，再循環(huán)蒸發(fā)冷卻器會(huì)被灰塵所堵塞。通常會(huì)在蒸發(fā)冷卻器的上游安裝預(yù)過(guò)濾器來(lái)去除空氣中存在的灰塵。缺乏養(yǎng)護(hù)通常會(huì)導(dǎo)致過(guò)濾器過(guò)載、過(guò)濾器故障和介質(zhì)堵塞。解決灰塵問(wèn)題的一種方法是采用僅通過(guò)用于灰塵控制的計(jì)時(shí)器來(lái)控制的過(guò)量水流。這些結(jié)果不是特別有效。另一種單元使用新鮮水補(bǔ)充集管來(lái)試圖控制灰塵累積，并用計(jì)時(shí)器激活沖洗。這也被證明在實(shí)踐中并不是特別有效的。

發(fā)明內(nèi)容
具有一個(gè)或多個(gè)介質(zhì)模件的蒸發(fā)冷卻器使用非循環(huán)過(guò)濾水供給來(lái)避免溶解雜質(zhì)的累積。通過(guò)對(duì)水進(jìn)行調(diào)節(jié)和計(jì)量以潤(rùn)濕每個(gè)介質(zhì)模件，保證均勻和可控的水分配，其沿介質(zhì)的變化不超過(guò)4％。當(dāng)使用多個(gè)介質(zhì)模件時(shí)，模件之間的變化低于5％。微處理器接收到反映進(jìn)入和離開(kāi)每個(gè)介質(zhì)模件的空氣的參數(shù)的數(shù)據(jù)，然后產(chǎn)生適當(dāng)?shù)目刂菩盘?hào)，以啟動(dòng)一個(gè)或多個(gè)不銹鋼球閥對(duì)流到閥門的水流提供正確的控制，從而盡管供給水壓力是變化的但仍能夠產(chǎn)生恒流。當(dāng)存在多個(gè)介質(zhì)模件時(shí)，模件之間的水流量變化小于10％。每個(gè)介質(zhì)模件的水分配單元經(jīng)配置以提供沿介質(zhì)均勻的水排放，盡管水壓力是變化的。特別地，每個(gè)水分配單元包括沿歧管均勻間隔的排出孔，其限定的總面積等于或少于歧管橫截面積的25％，以保持沿歧管低于+/-10％的排水速率。
本發(fā)明的主要目的在于提供一種蒸發(fā)冷卻器，當(dāng)從流過(guò)其中的空氣吸收熱量時(shí)，其不會(huì)經(jīng)歷介質(zhì)的結(jié)垢、堵塞，以及損害。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種沿蒸發(fā)冷卻器的介質(zhì)頂部為均勻的水分配模式，該模式導(dǎo)致在介質(zhì)中的水分配與熱傳遞模式一致，因此與介質(zhì)中的水蒸發(fā)相一致。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供作為進(jìn)入和離開(kāi)介質(zhì)的空氣的參數(shù)的函數(shù)的流入和沿蒸發(fā)冷卻器的介質(zhì)的水流速率。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種用于將水運(yùn)輸?shù)秸舭l(fā)冷卻器的介質(zhì)中的恒流閥，盡管在使用過(guò)程中水壓是變化的。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供來(lái)自感應(yīng)蒸發(fā)冷卻器環(huán)境的傳感器的在線數(shù)據(jù)(on going data)，以產(chǎn)生針對(duì)用于調(diào)節(jié)流向蒸發(fā)冷卻器的介質(zhì)中的水流量的閥門的控制信號(hào)。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于為蒸發(fā)冷卻器的每個(gè)介質(zhì)模件提供水分配系統(tǒng)，其均勻潤(rùn)濕介質(zhì)并保持介質(zhì)的潤(rùn)濕。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于在蒸發(fā)冷卻器的介質(zhì)頂部提供水分配歧管，其沿歧管的長(zhǎng)度方向均勻分配水流，盡管流到歧管中的水壓是變化的。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于在蒸發(fā)冷卻器的介質(zhì)頂部提供多個(gè)水分配歧管，使其沿介質(zhì)的長(zhǎng)度和寬度方向提供均勻水流并均勻潤(rùn)濕介質(zhì)。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種避免蒸發(fā)冷卻器的介質(zhì)結(jié)垢和堵塞的方法。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種水分配系統(tǒng)，其保持蒸發(fā)冷卻器的介質(zhì)潤(rùn)濕，盡管流向分配系統(tǒng)的水源壓力是變化的。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于當(dāng)介質(zhì)在以下?tīng)顩r之間操作時(shí)利用它的改進(jìn)的物理性質(zhì)完全飽和的狀況和反映低水平飽和的狀況，其中后一狀況與濃度極限周期中水體積和溶解固體的減少有關(guān)。
隨著下面的繼續(xù)描述，本發(fā)明的這些和其它目的將對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員變得顯而易見(jiàn)。
附圖簡(jiǎn)述本發(fā)明將參照下述附圖進(jìn)行更加詳盡和清楚的描述，附圖如下

圖1是描述一種表示本發(fā)明的蒸發(fā)冷卻器的示意圖；圖2是由控制蒸發(fā)冷卻器操作的微處理器執(zhí)行的功能的流程圖；圖2A是圖2中所示的流程圖中的略語(yǔ)圖例；圖3A、3B和3C描述了圍在蒸發(fā)冷卻器介質(zhì)周圍并表示介質(zhì)模件的結(jié)構(gòu)的前視、頂視和側(cè)視圖；圖4是描述安裝在介質(zhì)頂部的配水歧管和相關(guān)結(jié)構(gòu)的局部橫截面視圖；圖5示出了具有位于其中的排出孔的配水歧管；圖6是描述作為用于將水分配到介質(zhì)頂部的水分配系統(tǒng)的一部分而形成的一對(duì)歧管的頂視示意圖；圖7是可與一個(gè)或多個(gè)蒸發(fā)冷卻器一起使用的水供給和分配系統(tǒng)的示意圖；圖8是用于安裝多個(gè)介質(zhì)模件的框架的代表性透視圖；圖9A和9B是描述了用于支撐多個(gè)介質(zhì)的框架的前視和頂視圖；圖10A是具有多個(gè)介質(zhì)模件的蒸發(fā)冷卻器的代表性視圖；和圖10B是圖10A中所示的符號(hào)的說(shuō)明。
發(fā)明詳述濕度計(jì)算圖(psychometric chart)提供的信息可使得如果已知入口干球溫度和入口濕球溫度，就能夠確定可以增加到空氣中的水分量以及所產(chǎn)生的離開(kāi)的空氣的干球和濕球溫度。這是建立在熱力學(xué)定律基礎(chǔ)上的，被稱為質(zhì)量平衡方程。這些原理表征了對(duì)于特定的入口條件和設(shè)備性能的操作。現(xiàn)有的蒸發(fā)冷卻器試圖通過(guò)使用這些原理和對(duì)出口溫度、襯墊溫度和出口相對(duì)濕度或襯墊相對(duì)濕度的測(cè)量來(lái)控制操作。根據(jù)這些原理清楚知道入口空氣的物理狀態(tài)控制著或者是確定實(shí)現(xiàn)蒸發(fā)冷卻的能力的原因變量。在一個(gè)極端，如果入口空氣的相對(duì)濕度為100％，則因?yàn)椴荒苷舭l(fā)掉額外的水分而使蒸發(fā)冷卻器不能工作，因此不能實(shí)現(xiàn)出口空氣溫度的降低。所測(cè)量的入口條件和操作參數(shù)的一種結(jié)合會(huì)在測(cè)量所有的適當(dāng)變量時(shí)產(chǎn)生這種測(cè)量的出口條件。然而，不能測(cè)量這些變量中的一種會(huì)使其成為不確定的實(shí)施。測(cè)量適當(dāng)?shù)娜肟跅l件參數(shù)使得能夠計(jì)算蒸發(fā)冷卻器的預(yù)期效果，該計(jì)算結(jié)果可以與測(cè)量結(jié)果進(jìn)行對(duì)比以確定蒸發(fā)冷卻器的正確操作。在將這些概念應(yīng)用到蒸發(fā)冷卻器的操作中所存在的問(wèn)題在于多數(shù)控制系統(tǒng)被設(shè)計(jì)成不能管理那些控制該過(guò)程的物理參數(shù)。伴隨多數(shù)蒸發(fā)冷卻器的唯一入口參數(shù)包括離開(kāi)的空氣的溫度轉(zhuǎn)換(例如室用恒溫器)、潤(rùn)濕介質(zhì)的面積和額定的氣流。例如，商品單元簡(jiǎn)單測(cè)量流出空氣的溫度，而另一單元測(cè)量入口空氣溫度，并調(diào)節(jié)給水的開(kāi)關(guān)時(shí)間作為兩個(gè)控制點(diǎn)。沒(méi)有包括到現(xiàn)有單元中的重要因素涉及精確和穩(wěn)定地計(jì)量輸送到介質(zhì)中的水。多數(shù)現(xiàn)有蒸發(fā)冷卻器使用球形和可控節(jié)流閥來(lái)控制向介質(zhì)的水供應(yīng)。這些不能將水流保持在非再循環(huán)系統(tǒng)可接受的范圍內(nèi)，因?yàn)樗斔偷乃捏w積隨非循環(huán)系統(tǒng)中水壓的變化而變化，所述水壓變化是由于別處的耗水量以及與在該相連系統(tǒng)中的這些其它應(yīng)用有關(guān)的明顯壓力變化而造成。例如，當(dāng)早晨市政水系統(tǒng)具有相對(duì)較高的壓力時(shí)水流可以與需要保持蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)介質(zhì)潤(rùn)濕的流量相一致，但當(dāng)正午水壓通常較低時(shí)就不能提供足夠的流量。
參照?qǐng)D1，示出了一種蒸發(fā)冷卻器系統(tǒng)10以及用于對(duì)其有效操作同時(shí)使?jié)櫇窠橘|(zhì)的操作方面的惡化最小化的控制。目前使用的最普通的介質(zhì)12是波紋狀牛皮紙。該介質(zhì)的典型形式是由Munters Corp.制造的，以Cel Dek和Glacier-Cor商標(biāo)銷售。水分配單元14安裝在介質(zhì)上面，用于沿介質(zhì)頂部以足以在蒸發(fā)冷卻器操作過(guò)程中保持介質(zhì)潤(rùn)濕的流動(dòng)速率均勻分配水。將從介質(zhì)中滴出的水收集在排水盤16中，并通過(guò)排水管18排出。水不是再循環(huán)的；因此就避免了與使用再循環(huán)系統(tǒng)和蒸發(fā)冷卻器相關(guān)的問(wèn)題，其中包括與用于潤(rùn)濕襯墊的水中溶解的固體濃度相關(guān)的那些問(wèn)題。通過(guò)風(fēng)機(jī)20將待冷卻的空氣引導(dǎo)通過(guò)介質(zhì)12。應(yīng)當(dāng)理解可以使用各種裝置中的任何一種來(lái)使氣流通過(guò)介質(zhì)。箭頭22所示的待冷卻的空氣被引導(dǎo)進(jìn)入介質(zhì)12。隨著空氣穿過(guò)介質(zhì)，介質(zhì)中存在的水的一部分會(huì)發(fā)生蒸發(fā)。這種蒸發(fā)從空氣中吸收熱量，冷卻的空氣從介質(zhì)中排出，如箭頭24所示。將冷卻的空氣引導(dǎo)進(jìn)入風(fēng)機(jī)，然后排出，如箭頭26所示，進(jìn)入待冷卻的環(huán)境。入口水供給30可以使用純凈水、來(lái)自市政水系統(tǒng)的水或其它水源。水供給的硬度和溶解固體的濃度根據(jù)定義決定了可用于蒸發(fā)和冷卻工作的水。這是由于那些限定水中溶解固體的濃度以及這些濃度與介質(zhì)結(jié)垢之間的關(guān)系的自然法則和性質(zhì)。人們對(duì)一些指數(shù)進(jìn)行了研究，并進(jìn)行試驗(yàn)測(cè)試，使結(jié)垢與水中溶解化合物的濃度水平以及組成進(jìn)行關(guān)聯(lián)。這些包括Langelier Saturation Index、Ryznan Stability Index、Puckorius Scaling Index等等。
使用電磁閥或球閥32來(lái)控制流入蒸發(fā)控制系統(tǒng)10中的水流，保證水流只發(fā)生在系統(tǒng)的操作過(guò)程中；可以加入各種關(guān)閉控制來(lái)保證在一個(gè)或多個(gè)模件發(fā)生故障的情況下切斷水流。水的流速通過(guò)恒容控制閥或壓力調(diào)節(jié)閥34來(lái)控制。閥門和節(jié)流大小的組合確保了預(yù)定流速的水被分配到單元14中，盡管輸入壓力會(huì)波動(dòng)，對(duì)于任何市政水系統(tǒng)輸入壓力的波動(dòng)通常作為需求變化的函數(shù)而發(fā)生。影響介質(zhì)12中存在水的蒸發(fā)的一個(gè)因素就是其中的水的溫度。因此，設(shè)置了一個(gè)用于感應(yīng)通過(guò)水分配單元14流到介質(zhì)12中的水的溫度的溫度傳感器36。
如果在三個(gè)介質(zhì)方向(橫跨介質(zhì)和從頂部到底部)上水的分配不均勻，或者如果向下流過(guò)介質(zhì)的水流速率不充足，將會(huì)有一些區(qū)域中濃度的周期會(huì)更高，或者處于極值，介質(zhì)會(huì)變干燥。在每個(gè)這樣的位置上，溶解固體會(huì)容易沉淀析出，會(huì)形成結(jié)垢。隨后的潤(rùn)濕將不能再次溶解該固體，將會(huì)危害到介質(zhì)的性能。甚至在均勻流動(dòng)下，影響介質(zhì)中蒸發(fā)和影響對(duì)介質(zhì)的潤(rùn)濕的各種變量都必須被有效控制以確保不會(huì)發(fā)生介質(zhì)干點(diǎn)或結(jié)垢。為達(dá)到這一目的，使用了多個(gè)傳感器。傳感器40感應(yīng)流入介質(zhì)12的空氣的溫度，傳感器42感應(yīng)從介質(zhì)中流出的空氣的溫度。傳感器44感應(yīng)流入到介質(zhì)中的空氣的相對(duì)濕度，傳感器46感應(yīng)從介質(zhì)中流出的空氣的相對(duì)濕度。傳感器48感應(yīng)介質(zhì)12上游的壓力，傳感器50感應(yīng)來(lái)自介質(zhì)下游的壓力，因此可以測(cè)定壓差，如線52所示。
流過(guò)介質(zhì)12的空氣流的速率可以針對(duì)不斷變化的氣候條件而改變，以確保氣流10的最高效率，以及流入和流出介質(zhì)的空氣流之間的最大溫差。為使風(fēng)機(jī)20產(chǎn)生的空氣流速發(fā)生變化，使用傳感器60來(lái)感應(yīng)風(fēng)機(jī)的速率，可以使用繼電器62來(lái)控制風(fēng)機(jī)的運(yùn)行。類似地，位于蒸發(fā)冷卻器單元中的壓力傳感器64感應(yīng)其中的壓力，并與感應(yīng)冷卻空氣排放到的環(huán)境的壓力的傳感器66結(jié)合，對(duì)壓差提供了指示。
上述傳感器與用于接收傳感器電子信號(hào)的微處理器70相互連接。一旦對(duì)這些電子信號(hào)中每個(gè)所表示的數(shù)據(jù)進(jìn)行了處理，會(huì)產(chǎn)生控制信號(hào)來(lái)控制流到水分配單元14中的水流以及流速。類似地，可以對(duì)風(fēng)機(jī)20的速率進(jìn)行控制以提供會(huì)使蒸發(fā)冷卻器最優(yōu)化操作的通過(guò)介質(zhì)12的氣流速率。參照?qǐng)D2和2A，示出了表示微處理器70操作的流程圖，以及流程圖中術(shù)語(yǔ)的說(shuō)明。由于該流程圖自身就是解釋性的，因此此處不需要其它解釋。
聯(lián)合參照?qǐng)D3A、3B、3C、4和5，將描述單一介質(zhì)模件80的結(jié)構(gòu)和操作?？蚣?2位于介質(zhì)12的周圍，以保證箭頭22所示的空氣流過(guò)介質(zhì)的前側(cè)84，以及箭頭24所示的流出冷卻空氣通過(guò)介質(zhì)的后側(cè)86。此外，通過(guò)將框架82與介質(zhì)12相互連接在一起的夾子88等來(lái)支撐介質(zhì)；也可以使用其它用于將介質(zhì)保持在框架中的機(jī)械裝置。在框架82底部安裝排水盤16，用于接收從介質(zhì)12中滴落的水。將排水盤中收集的水通過(guò)排水管18流出。特別如圖4和5所示，來(lái)自水源的水被引導(dǎo)通過(guò)管道90，然后被輸送到噴管92中。來(lái)自噴管的噴射水被豎直向上和/或以不同角度引導(dǎo)，如箭頭94所示。噴射水碰撞分配罩96。分配罩具有倒槽的性質(zhì)，安裝在介質(zhì)12上或位于介質(zhì)12的附近，由框架82支撐。這種分配的角色是將離開(kāi)噴管的噴射水轉(zhuǎn)變成在介質(zhì)頂部更均勻模式的水。一部分這些水將直接從分配罩滴落到介質(zhì)12中，而剩余水會(huì)沿分配罩的內(nèi)側(cè)向下流動(dòng)，滴落或流到介質(zhì)上?？梢允褂枚鄠€(gè)擋板或倒槽與多個(gè)噴管或者帶有多排獨(dú)特位置的孔的噴管相結(jié)合，以實(shí)現(xiàn)介質(zhì)頂部水分配的所需模式。因此，從噴管92噴出的水沿大約與分配罩(一個(gè)或多個(gè))的向下開(kāi)孔98幾乎面積相等的區(qū)域被分配到介質(zhì)12上。
伴隨現(xiàn)有蒸發(fā)冷卻器的水分配系統(tǒng)的一個(gè)問(wèn)題涉及水非均勻分配到介質(zhì)上。即水沿噴管等的分配通常從噴管的入口端到封閉端體積逐漸減小。此外，沿噴管的排出速率通常是來(lái)自市政水系統(tǒng)或其它水源的流入水的壓力變化的函數(shù)；已知這種壓力在任何指定的24小時(shí)周期內(nèi)變化。已經(jīng)了解到依照本發(fā)明構(gòu)建的噴管92提供了從每個(gè)開(kāi)孔100(開(kāi)孔100從入口端102延伸到封閉端106)排出均勻的體積量，其沿噴管的變化不超過(guò)+/-10％。由于水排放的這種均勻性，介質(zhì)中的水分配的誤差在4％的范圍內(nèi)。
當(dāng)使用多個(gè)介質(zhì)模件時(shí)，潤(rùn)濕的介質(zhì)之間的公差或變化不超過(guò)5％。水的流入以箭頭104所示。為了獲得這樣的結(jié)果，沿噴管以+/-2.4％的公差均勻間隔地形成開(kāi)孔100。此外，開(kāi)孔100的總面積被確定為少于噴管內(nèi)橫截面積的25％。此外，當(dāng)流速被控制到所需介質(zhì)潤(rùn)濕率時(shí)，開(kāi)孔100的總面積低于通過(guò)D’Arcy公式計(jì)算出的結(jié)果，結(jié)果造成噴管壓力高于1～5psi。在圖5所示的實(shí)施方式中，典型的噴管可以長(zhǎng)為69.5英寸，每一端的開(kāi)孔位于距離相應(yīng)端約1英寸處。在噴管上設(shè)置排成一行的55個(gè)開(kāi)孔彼此間距1.25英寸。對(duì)于內(nèi)徑為0.75英寸的噴管，每個(gè)開(kāi)孔的尺寸直徑會(huì)是千分之五十英寸(0.050”)。這些尺寸滿足了開(kāi)孔全部面積不超過(guò)噴管內(nèi)橫截面積的25％的規(guī)則。在需要將介質(zhì)中的水分配模式轉(zhuǎn)變?yōu)榻橘|(zhì)前部較重負(fù)載的應(yīng)用中，可以在設(shè)計(jì)中添加取向?yàn)槌蚪橘|(zhì)前部的另一排開(kāi)孔。
參照?qǐng)D6，示出了包括安裝在介質(zhì)114上方的兩個(gè)噴管110、112的水分配系統(tǒng)的實(shí)施方案。分配罩116設(shè)置在噴管110上方，第二分配罩118設(shè)置在噴管112上方。與水源流體連接的導(dǎo)管或管道120將流入水提供給噴管110。在噴管的另一端，用罩124罩在第二管道122上，第二管道主要用來(lái)不時(shí)地清潔噴管。與水源流體連接的管道126將水提供到噴管112中。用罩130罩上的管道128與噴管112的另一端流體連通，主要用于噴管的清潔目的?？梢允褂脢A子132等將管道120、126鎖緊到由附圖標(biāo)記134表示的框架上。類似地，夾子136等被用于將管道122、128附著和鎖緊到框架上，其中框架再次由附圖標(biāo)記134表示。
由于一些裝置需要提供過(guò)于寬以至于不能接收并將足夠量的水均勻地沿介質(zhì)頂部分配的介質(zhì)114才能最佳工作，所以會(huì)使用如上所述的圖6中所示的一對(duì)噴管。必要地，噴管及其對(duì)應(yīng)的分配罩的位置會(huì)是介質(zhì)寬度及各自分配罩寬度的函數(shù)，以使得可沿介質(zhì)頂部均勻分配水。
參照?qǐng)D7，示出了包括多個(gè)介質(zhì)模件的蒸發(fā)冷卻器系統(tǒng)的示意圖，其中附圖標(biāo)記140、142示出了兩個(gè)介質(zhì)模件。水源144，無(wú)論是來(lái)自當(dāng)?shù)厥姓到y(tǒng)、純凈水源或其它來(lái)源，將水提供到球閥146。該閥門是由電動(dòng)機(jī)148和其它致動(dòng)器(其由附圖標(biāo)記150所表示的控制信號(hào)控制)操作的彈簧復(fù)位閥。因?yàn)殚y門146是彈簧復(fù)位閥，所以它將提供故障安全操作以終止水流，除非控制信號(hào)使電動(dòng)機(jī)148或其它致動(dòng)器操作使其保持在開(kāi)啟狀態(tài)。優(yōu)選使用恒流閥(一個(gè)或多個(gè))來(lái)防止發(fā)生水錘的可能性。閥門146的下游可以設(shè)置有Wye過(guò)濾器152，其與通向第二球閥156的導(dǎo)管154連接。球閥控制流向伴隨介質(zhì)模件140、142等的水分配系統(tǒng)的水流。由接收附圖標(biāo)記160表示的控制信號(hào)的電動(dòng)機(jī)進(jìn)行控制。也可以結(jié)合電動(dòng)機(jī)158以外的一些其它類型的致動(dòng)器。
導(dǎo)管162將水從閥門156運(yùn)輸?shù)脚渌绻?64。如上所述，通過(guò)恒流閥170，導(dǎo)管166將一股水流提供到噴管168。類似地，導(dǎo)管172將水從總管通過(guò)恒流閥176提供給噴管174。如上所述，噴管168、174可以包括用于定期養(yǎng)護(hù)目的的清洗導(dǎo)管178、180。因此，噴管168、174提供水以潤(rùn)濕介質(zhì)模件140中的介質(zhì)，并在蒸發(fā)冷卻器操作過(guò)程中保持介質(zhì)潤(rùn)濕。由于這種介質(zhì)的潤(rùn)濕，如箭頭182所示的進(jìn)入介質(zhì)模件的氣流將在通過(guò)介質(zhì)模件(如箭頭184所示)時(shí)被冷卻。類似地，介質(zhì)模件142的噴管186接受來(lái)自歧管164通過(guò)恒流閥188和導(dǎo)管190的水。噴管192接受來(lái)自歧管通過(guò)恒流閥194和導(dǎo)管196的水。從噴管186、192中排出的水會(huì)潤(rùn)濕介質(zhì)模件142，以冷卻流入介質(zhì)模件中的空氣，如箭頭198所示，以提供如箭頭200所示的冷卻空氣流。應(yīng)當(dāng)理解可以結(jié)合任何數(shù)量的操作連接到配水歧管164上的額外介質(zhì)模件，以滿足蒸發(fā)冷卻器系統(tǒng)所處工廠的現(xiàn)場(chǎng)需求。
聯(lián)合參照?qǐng)D8、9A和9B，示出了用于安裝和支撐多個(gè)會(huì)在空氣運(yùn)動(dòng)通過(guò)潤(rùn)濕介質(zhì)之后提供冷卻空氣的介質(zhì)的框架210?？蚣馨ㄒ粚?duì)支撐多個(gè)豎直部件216、218、220和222的底部縱梁212、214。這些豎直部件相互連接，由水平縱梁224和226提供支撐。特別如圖9A和9B中所示，通過(guò)處于拉伸狀態(tài)的桿228、230、232、234、236和238實(shí)現(xiàn)了所限定的正方形或矩形的穩(wěn)定性和剛性，這些桿將空間240、242、244、246、248和250的相對(duì)角分別進(jìn)行對(duì)角嚙合。為防止干擾置于每個(gè)空間中的介質(zhì)，桿在限定這些空間的相應(yīng)縱梁之間延伸，并以其為中心。對(duì)空氣流入相應(yīng)桿的橫截面積包含的介質(zhì)中的阻礙對(duì)所有使用目的基本上都是無(wú)關(guān)緊要的。應(yīng)當(dāng)理解，空間240、242、244、246、248和250的尺寸根據(jù)氣流要求以及對(duì)介質(zhì)、水分配系統(tǒng)、排水量和其它結(jié)構(gòu)要求的實(shí)際考慮的變化而彼此不相同。
圖10A(結(jié)合圖10B中所列的說(shuō)明)描述了多個(gè)安裝在框架中的介質(zhì)模件，所述框架例如圖8、9A和9B中所示的框架210或其變體。蒸發(fā)冷卻系統(tǒng)260包括多個(gè)介質(zhì)模件，分別由附圖標(biāo)記1、2、3、4、5、6和7所示。這些模件中的每個(gè)都包括用于將水提供到相應(yīng)水分配單元262、264、266、268、270、272和274中的水流入口。這些水分配單元中的每個(gè)都可以包括一個(gè)或多個(gè)如上所討論的噴管等。每個(gè)介質(zhì)模件也包括其自己的排水盤276、278、280、282、284、286和288。如圖所示，介質(zhì)模件1和2的尺寸可以約為其它模件的一半；因此示出了可以為了特殊的空氣流目的和要求，而組合或使用不同尺寸的介質(zhì)模件。
如圖所示，待冷卻的空氣進(jìn)入，如T1所示。從每個(gè)介質(zhì)模件流出的冷卻空氣由T01、T02、T03、T04、T05、T06和T07所示，共同由箭頭290所表示。
在有大量體積的空氣待冷卻的位置使用多個(gè)單獨(dú)模件的主要優(yōu)點(diǎn)在于優(yōu)化了每個(gè)模件的尺寸和構(gòu)造，以使效率和有效性最大化。例如，為提供大約8×12英尺的介質(zhì)模件，在不損害效率和有效性的情況下會(huì)非常困難和昂貴。而且，在多個(gè)模件中的任何一個(gè)的任何部件發(fā)生故障或損壞的情況下，能夠非常容易并相對(duì)廉價(jià)地替換掉相應(yīng)的模件，而不影響或需要對(duì)其它模件的修理/保養(yǎng)。對(duì)比來(lái)講，修理/替換大型介質(zhì)模件的部件會(huì)比較昂貴，在該修理/保養(yǎng)過(guò)程中更加耗時(shí)，且妨礙蒸發(fā)冷卻器系統(tǒng)的使用。應(yīng)注意，如果由于一些原因某個(gè)特殊介質(zhì)模件的修理/保養(yǎng)被延誤或延期，其余的介質(zhì)模件能夠充分工作，并將繼續(xù)提供冷卻空氣。
權(quán)利要求
1.一種蒸發(fā)冷卻器系統(tǒng)，包括水源、介質(zhì)模件、用于沿介質(zhì)頂部分配水的水分配系統(tǒng)、用于使空氣流過(guò)介質(zhì)模件以蒸發(fā)流入其中的水并冷卻該空氣的裝置、集水池和用于從集水池中排水的排水管，其改進(jìn)包括下述組合a)與水源流體連接的噴管，所述噴管具有內(nèi)部橫截面積；b)用于控制流向所述噴管的水的流量的恒流閥；和c)位于所述噴管中的多個(gè)開(kāi)孔，用于將水輸送到介質(zhì)模件中，所述多個(gè)開(kāi)孔限定的總面積等于或少于所述噴管的內(nèi)部橫截面積的25％。
2.如權(quán)利要求1所述的蒸發(fā)冷卻器系統(tǒng)，其中所述多個(gè)開(kāi)孔沿所述噴管等距分布。
3.如權(quán)利要求1所述的蒸發(fā)冷卻器系統(tǒng)，包括用于將水從所述噴管分配到介質(zhì)模件上的分配罩。
4.如權(quán)利要求3所述的蒸發(fā)冷卻器系統(tǒng)，其中所述分配罩包括位于所述噴管上方的倒槽，其中所述多個(gè)開(kāi)孔的取向使得以選定的角度噴出水，使其碰撞所述分配罩以實(shí)現(xiàn)所需的水分配。
5.如權(quán)利要求1所述的蒸發(fā)冷卻器系統(tǒng)，包括a)與所述噴管基本對(duì)齊的第二噴管；b)用于控制流向所述第二噴管的水的流量的第二恒流閥；和c)位于所述第二噴管中的第二組多個(gè)開(kāi)孔，用于將水輸送到介質(zhì)模件上，所述第二組多個(gè)開(kāi)孔限定的總面積等于或少于所述第二噴管的內(nèi)部橫截面積的25％。
6.如權(quán)利要求5所述的蒸發(fā)冷卻器系統(tǒng)，其中所述多個(gè)開(kāi)孔和所述第二組多個(gè)開(kāi)孔分別沿所述噴管和所述第二噴管等距分布。
7.如權(quán)利要求5所述的蒸發(fā)冷卻器系統(tǒng)，包括分別用于將水從所述噴管和所述第二噴管分配到介質(zhì)模件上的分配罩和第二分配罩。
8.如權(quán)利要求7所述的蒸發(fā)冷卻器系統(tǒng)，其中所述分配罩和所述第二分配罩中的每個(gè)都包括分別位于所述噴管和所述第二噴管上方的倒槽，其中所述多個(gè)開(kāi)孔和第二組多個(gè)開(kāi)孔的取向使得以選定的角度噴出水，使其碰撞所述分配罩以實(shí)現(xiàn)所需的水分配。
9.如權(quán)利要求1所述的蒸發(fā)冷卻器系統(tǒng)，包括分別用于感應(yīng)引入介質(zhì)模件中的空氣的溫度和濕度的第一和第二傳感器、分別用于感應(yīng)從介質(zhì)模件中排出的空氣的溫度和濕度的第三和第四傳感器、響應(yīng)于所述第一、第二、第三和第四傳感器以控制恒流閥和通過(guò)介質(zhì)的氣流的微處理器。
10.如權(quán)利要求9所述的蒸發(fā)冷卻器系統(tǒng)，包括用于感應(yīng)氣流速度的第五傳感器和用于感應(yīng)介質(zhì)壓差的第六傳感器，所述控制器對(duì)應(yīng)于第五和第六傳感器。
11.如權(quán)利要求10所述的蒸發(fā)冷卻器系統(tǒng)，包括用于感應(yīng)介質(zhì)上游和下游氣流的壓差的第七感傳感器，所述控制器響應(yīng)于第七傳感器。
12.一種蒸發(fā)冷卻器系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括下述組合a)水源；b)介質(zhì)模件；c)用于將空氣引導(dǎo)通過(guò)所述介質(zhì)模件的裝置；d)與所述水源流體連接用于將水分配到所述介質(zhì)模件上的水分配單元；e)用于收集來(lái)自所述介質(zhì)模件的水的集水池，其包括用于排出所收集的水的排水管；f)所述水分配單元包括噴管，其具有用于輸送水流的多個(gè)開(kāi)孔，所述多個(gè)開(kāi)孔限定的總面積等于或少于所述噴管的內(nèi)部橫截面積的25％；和g)用于將水流引到所述介質(zhì)模件上的分配罩。
13.如權(quán)利要求12所述的蒸發(fā)冷卻器系統(tǒng)，包括用于控制從所述水源流向所述噴管的水的流量的恒流閥。
14.如權(quán)利要求13所述的蒸發(fā)冷卻器系統(tǒng)，其中所述水分配單元包括第二噴管，其具有用于輸送水流的第二組多個(gè)開(kāi)孔，所述第二組多個(gè)開(kāi)孔限定的總第二面積等于或少于所述第二噴管的內(nèi)部橫截面積的25％，還包括用于將第二水流引到所述介質(zhì)模件上的第二分配罩。
15.如權(quán)利要求13所述的蒸發(fā)冷卻器系統(tǒng)，包括分別用于感應(yīng)流到所述介質(zhì)模件上的空氣和從所述介質(zhì)模件中排出的空氣的溫度的第一和第二傳感器、以及用于控制從恒流閥中流出的水流量和氣流速率的、對(duì)所述第一和第二傳感器有響應(yīng)的控制器。
16.如權(quán)利要求15所述的蒸發(fā)冷卻器系統(tǒng)，包括分別用于感應(yīng)流入所述介質(zhì)模件中的空氣和從所述介質(zhì)模件中排出的空氣的相對(duì)濕度的第三和第四傳感器，所述控制器對(duì)所述第三和第四傳感器有響應(yīng)。
17.如權(quán)利要求16的蒸發(fā)冷卻器系統(tǒng)，包括用于感應(yīng)氣流速率的第五傳感器，所述控制器對(duì)所述第五傳感器有響應(yīng)。
18.如權(quán)利要求16所述的蒸發(fā)冷卻器系統(tǒng)，包括用于感應(yīng)沿所述介質(zhì)模件的壓差的壓差傳感器，所述控制器對(duì)所述壓差傳感器有響應(yīng)。
19.如權(quán)利要求15所述的蒸發(fā)冷卻器系統(tǒng)，包括用于感應(yīng)流到所述噴管的水的溫度的水溫傳感器，所述控制器對(duì)所述水溫傳感器有響應(yīng)。
20.如權(quán)利要求15所述的蒸發(fā)冷卻器系統(tǒng)，包括用于感應(yīng)所述介質(zhì)模件下游空氣與所述裝置下游空氣之間的壓差的壓差傳感器，所述控制器對(duì)所述壓差傳感器有響應(yīng)。
21.一種如權(quán)利要求12所述的蒸發(fā)冷卻器系統(tǒng)，包括至少一個(gè)第二介質(zhì)模件，以構(gòu)成至少兩個(gè)介質(zhì)模件的陣列，每個(gè)所述的第二介質(zhì)模件都包括a)與所述水源流體連接的用于將水分配到所述第二介質(zhì)模件上的第二水分配單元；b)用于收集來(lái)自所述第二介質(zhì)模件的水的第二集水池，其包括用于排出所收集的水的第二排水管；c)每個(gè)所述第二水分配單元包括第二噴管，其具有用于排出第二水流的多個(gè)第二開(kāi)孔，所述多個(gè)第二開(kāi)孔限定的總面積等于或少于所述第二噴管的內(nèi)部橫截面積的25％；和d)用于將第二水流引到所述第二介質(zhì)模件上的第二分配罩。
22.一種操作蒸發(fā)冷卻器系統(tǒng)的方法，所述方法包括以下步驟a)提供水源；b)使用裝置將空氣引導(dǎo)通過(guò)介質(zhì)模件；c)將水從水源分配到介質(zhì)模件中；d)收集從介質(zhì)中排出的水，并排出所收集的水；e)所述分配步驟包括由具有多個(gè)開(kāi)孔的噴管中排出多股水流的步驟，所述多個(gè)開(kāi)孔的總面積等于或少于噴管橫截面積的25％；f)用分配罩將水流引導(dǎo)到介質(zhì)模件上。
23.如權(quán)利要求21所述的方法，包括以下步驟a)感應(yīng)流入和流出介質(zhì)模件的空氣的溫度；和b)使用響應(yīng)于所述感應(yīng)步驟的控制器對(duì)分配到介質(zhì)模件的水流進(jìn)行控制。
24.如權(quán)利要求23所述的方法，包括以下步驟a)進(jìn)一步感應(yīng)流入和流出介質(zhì)模件的空氣的相對(duì)濕度；和b)使用響應(yīng)于所述進(jìn)一步感應(yīng)步驟的控制器進(jìn)一步對(duì)分配到介質(zhì)模件的水流進(jìn)行控制。
25.如權(quán)利要求24所述的方法，包括以下步驟a)再進(jìn)一步感應(yīng)介質(zhì)模件兩側(cè)的壓差；和b)使用響應(yīng)于所述再進(jìn)一步感應(yīng)步驟的控制器再進(jìn)一步對(duì)分配到介質(zhì)模件的水流進(jìn)行控制。
26.如權(quán)利要求23所述的方法，包括以下步驟a)測(cè)定流到介質(zhì)模件中的水的溫度；和b)使用響應(yīng)于所述測(cè)定步驟的控制器對(duì)分配到介質(zhì)模件的水流進(jìn)行調(diào)節(jié)。
27.如權(quán)利要求23所述的方法，包括以下步驟a)測(cè)定由裝置確定的空氣的流速；和b)使用響應(yīng)于所述測(cè)定步驟的控制器對(duì)裝置的速度進(jìn)行控制。
28.如權(quán)利要求23所述的方法，包括以下步驟a)測(cè)定介質(zhì)模件下游空氣與裝置下游空氣之間的壓差；和b)使用響應(yīng)于所述測(cè)定步驟的控制器對(duì)分配到介質(zhì)的水流進(jìn)行控制。
29.如權(quán)利要求22所述的方法，包括由多個(gè)介質(zhì)模件構(gòu)成的陣列，每個(gè)介質(zhì)模件都重復(fù)a)、b)、c)、d)、e)、f)和g)步驟中的每一步。
30.如權(quán)利要求29的方法，包括以下步驟a)感應(yīng)流入和流出介質(zhì)模件陣列的空氣的溫度；和b)使用響應(yīng)于所述感應(yīng)步驟的控制器對(duì)分配到介質(zhì)模件的水流進(jìn)行控制。
全文摘要
一種包括一個(gè)或多個(gè)介質(zhì)(12)模件的蒸發(fā)冷卻器(10)，其將水從水源通過(guò)恒流閥(34)分配到每個(gè)模件。每個(gè)介質(zhì)(12)模件的分配單元包括用于將水噴射通過(guò)多個(gè)均勻間距的開(kāi)孔(100)的噴管(92)，上述開(kāi)孔的總面積等于或小于噴管(92)內(nèi)部橫截面積的25％。
文檔編號(hào)F24F5/00GK1997442SQ200480043212
公開(kāi)日2007年7月11日 申請(qǐng)日期2004年12月23日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月4日
發(fā)明者D·L·卡默策爾, C·魯索, L·L·卡默策爾 申請(qǐng)人:Az伊瓦普有限責(zé)任公司